专利名称：带自诊断功能的永磁式防水型接地故障断路器插头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种插头式接地故障断路器，特别是一种其内部动作机构同样适应于插座式接地故障断路器、漏电断路器等电路故障保护装置的带自诊断功能的永磁式防水型接地故障断路器插头。
背景技术：
接地故障断路器的英文名为Ground fault Circuit interrupters(GFCI)，为方便起见，以下将接地故障断路器简称为GFCI。
目前市面上的GFCI大都是插座式的，该种GFCI只适应于固定安装在建筑物上。而对于洗车场，野外工地等需要使用移动用电设备的场所仅有插座式GFCI是不能满足要求的，因此急需一种可移动式接地故障断路器来适应以上场所的使用要求。
现在世界上已有的几款GFCI插头在接通时要靠一个电磁线圈通电产生的电磁力来保持接通状况，当有电路故障时GFCI内部芯片发出一个信号，使电磁线圈断电从而GFCI分断。由此可见这种GFCI的正常工作需要消耗电能。由于世界能源的短缺，因此迫切要求设计出一种尽量节能的GFCI产品。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种带自诊断功能的永磁式防水型GFCI插头，不仅能够节省能源消耗，而且还能够防水和自动诊断压敏电阻的故障。
本实用新型的上述目的是这样实现的，一种带自诊断功能的永磁式防水型GFCI插头，包括一个防水壳体，包括上盖、下盖，其中在上盖与下盖之间安装防水橡胶圈，在上盖的正面设有薄膜面板，在壳体的负载线连接端口处设置防水接头；一个永磁式动作机构，固定在防水壳体内，包括
一个支架组件，具有一个横梁和位于横梁两侧的支架压柱和铁芯连接柱；一个铁芯，与所述铁芯连接柱连接在一起，并置入线圈架内；一个弹簧，套在铁芯连接柱上，并位于线圈架内的凸台与支架组件横梁下缘之间；分断线圈和接通线圈，分别缠绕在线圈架上；一个永磁体，位于与铁芯相对的位置；一对动触片，位于与所述支架压柱相对的位置，并可由支架压柱触压，所述动触片的一端设有动触点；一对静触点，位于与动触点相对的位置；以及一个压敏电阻，其一端连接一条电力线，其另一端通过一个负载端和断路开关连接另一条电力线；其中，当接通线圈通电产生使铁芯与永磁体分离的磁力时，在弹簧的回复力作用下，支架组件移动并恢复到所述支架压柱不触压动触片的位置，从而使所述动触点在动触片弹力作用下与静触点接触。
由此可见，本实用新型的动触点与静触点的接触是在动触片弹力的作用下实现的，因此接通线圈只需要短时间通电，使铁芯与用永磁体分离，从而减少了电能消耗。
另一方面，由于压敏电阻不是直接并联在电力线的输入端，而是经由负载端和断路开关并联在电力线上，从而可以利用GFCI固有的漏电检测磁环检测压敏电阻的失效电流，如同漏电保护一样，当压敏电阻的失效电流超过一定值时，使断路开关切断，从而实现自诊断功能，即对压敏电阻的自诊断功能。
此外，由于在上盖与下盖之间安装防水橡胶圈，在上盖的正面设有薄膜面板，在壳体的负载线连接端口处设置防水接头，从而实现了防水和防雨功能。
其中，所述动触点通过动触片连接负载端。
其中，所述静触点通过静触片连接电力线。
其中，所述断路开关是由所述动触点和静触点形成的开关。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
图1A和图1B分别是GFCI插头的外观图；
图2是GFCI插头的分解视图；图3是永磁式动作机构的直观图；图4是永磁式动作机构的分解视图；图5A是永磁式动作机构分断时的效果图，其中图5B是图5A的A向部分视图；图6A是永磁式动作机构接通时的效果图，其中图6B是图6A的A向部分视图；。
图7是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
参见图1至图6，本实用新型的永磁式GFCI插头，包括壳体和永磁式动作机构。
壳体包括上盖102，103、下盖106。该壳体可以制成防水壳体。作为防水壳体，该防水壳体包括薄膜面板101，前上盖102、后上盖103、防水接头104、防水橡胶圈105和下盖106，其中薄膜面板101包括指示灯显示窗口1013、分断按键1011、接通按键1012。
在上盖与下盖之间安装防水橡胶圈105，在上盖的正面设有薄膜面板101，在壳体的负载线连接端口处设置防水接头104，由此实现防水和防雨功能。
永磁式动作机构固定在防水壳体内，包括一个支架组件218，具有一个横梁和位于横梁两侧的支架压柱和铁芯连接柱；一个铁芯204，与所述铁芯连接柱连接在一起，并置入线圈架209内；一个弹簧208，套在铁芯连接柱上，并位于线圈架209内的凸台与支架组件横梁下缘之间；分断线圈211和接通线圈210，分别缠绕在线圈架209上；一个永磁体212，位于与铁芯相对的位置；一对动触片206，位于与所述支架压柱相对的位置，并可由支架压柱触压，所述动触片的一端设有动触点205；一对静触点303，位于与动触点205相对的位置。
当接通线圈210通电产生使铁芯204与永磁体212分离的磁力时，在弹簧的回复力作用下，支架组件218移动并恢复到所述支架压柱不触压动触片206的位置，从而使所述动触点205在动触片206弹力作用下与静触点303接触。
参见图2、图4，永磁式动作机构通过螺钉306固定在防水壳体内。永磁式动作机构包括支架组件218、动触银点205、动触片206、铆钉207、弹簧208、线圈架209、分断线圈211、接通线圈210、永磁体212、屏蔽罩213、分断轻触开关215、接通轻触开关216、磁环架217和电路板214，其中支架组件218由支架体202、支架压块203、压块螺钉201和铁芯204组合在一起形成。
参见图5A、图6A，支架组件218的横截面为“门”型，即包括一个横梁和位于横梁两侧的支架压柱(如图5A、图6A所示，位于支架组件的左侧)和铁芯连接柱(如图5A、图6A所示，位于支架组件的右侧)。支架压柱与支架压块203固定连接，或者形成一体。铁芯连接柱与铁芯204连接在一起，例如注塑在一起，并置入线圈架209内。弹簧208套在铁芯连接柱上，并位于线圈架209内的凸台与支架组件横梁下缘之间(参见图5A、图6A)。
两个动触片206的一端分别固定在电路板214上，其另一端设有动触银点205，并延伸到与支架压块203相对应的位置(参见图3)。
左、右静触片302、301的前端是电源插脚，其后端设有静触银点303(参见图2)。组装时，左、右静触片302、301被固定在壳体上(参见图1B)，使静触银点303位于与动触银点205相对的位置，以形成触点对(参见图5B、图6B)。此外，还设有地线连接片304、地线插脚305、接线端子307、压线镙钉308和压线板309。
分断轻触开关215和接通轻触开关216分别为触摸开关，它们分别相当于图7中的开关TEST和开关K3。
此外，本实用新型的永磁式GFCI插头还设有一个压敏电阻(参见图7)，其一端连接一条电力线，其另一端通过一个负载端和断路开关连接另一条电力线。
由于压敏电阻不是直接并联在电力线的输入端，而是经由负载端和断路开关并联在电力线上，这样可以利用GFCI固有的漏电检测磁环检测压敏电阻的失效电流，如同漏电保护一样，当压敏电阻的失效电流超过一定值时，使断路开关切断，从而实现自诊断功能，即对压敏电阻的自诊断功能。
其中，所述动触点205通过动触片206连接负载端。所述静触点303通过静触片301，302连接电力线。而所述断路开关是由所述动触点和静触点形成的开关。
下面参照图1-图7说明书本实用新型的工作原理。
GFCI的静触片301、302和地线插脚接入电源后电路板214将带电处于工作状态，这时按下接通按键1012，接通轻触开关216也随之被压下而导通，即图7中的K3被导通，由图7可以看出K3的一端经二极管D1电阻R5和线圈J2(分断线圈211)与电源相线连接。K3的另一端经电阻R4，电容C7和电阻R3与电源的零线连接。当K3导通时电阻R3的上端产生一个脉冲信号，此脉冲信号使可控硅VD5导通，这时便有较大的电流通过VD5和与VD5连接的线圈J1(接通线圈210)，通电线圈产生的电磁力使支架组件218随之向上运动，向上运动的结果就是使支架组件不再压住动触片206。这样动触片在自身反弹力的作用下向上运动。动触银点205与静触301，302上的银点303接触，也就是说这时电源可以通过静触银点303与动触银点205的连接而传递到负载端(Load)。
图6A、图6B是GFCI接通后的效果图，从图上可以看出，银点303与银点205已经通过，支架组件218与动触片206已经分开，支架组件218的铁芯204端与永磁体212已经分开，并且弹簧208的反作用力将这种分开状态保持住。
GFCI分断后的效果图如图5A和图5B所示，这时支架组件218的铁芯204端与永磁体212已经结合在一起，另一端向下压住动触片206使动触银点205与静触银点303分离，并且用永磁体212与支架组件中的铁芯204间的吸合力保持这种分断状况直到再次按下接通按键1012。
GFCI的分断是由于线路自身存在漏电故障或中性线接地故障或人为的按下分断按键。
线路存在漏电故障或中性线接地故障时(图7所示)检测磁环N1可以检测到该种故障并将检测结果送到IC(集成块)的2脚和3脚，经IC放大，此放大的信号一旦达到设定的门限值时，IC的7脚便输出一个脉冲信号，该信号直接被送到可控硅VD7的触发端使VD7导通。导通后便有一个较大的电流通过VD7和与VD7相连的线圈J2(分断线圈211)。分断线圈211通电产生的电磁力使支架组件218向下运动。同时压住动触片206一起向下运动直至使动触银点205与静触银点303完全分开，并且此时的永磁体已牢牢的吸住支架组件中铁芯204将这种断开状态保持住。
当人为按下分断按键1011时，位于分断按键1011下方的分断轻触开关215也随之下移，至使图7中的TEST开关闭合。此TEST开关的一端与负载端的相线连接，另一端通过R0与电源端的零线相连。闭合的结果就使得该回路上有一个电流通过，此电流就是模拟漏电故障的一个电流，该漏电流产生的结果就使得GFCI分断。分断的原理与上段文字中说明的一致。GFCI的分断就正好能说明该装置处于良好状态，达到了检测GFCI是否正常的目的。
本实用新型还提供了GFCI自诊断功能。由于GFCI经常会因使用环境或不正当使用造成损坏，而这种损坏若不及时发现就有可能造成严重后果，例如压敏电阻的失效保护。本实用新型的压敏电阻跨接在电源相线与负载端零线上。正常时由于压敏电阻本身可视作断路状况其漏电流在μA级不会影响GFCI正常工作。但因不良因素影响压敏的漏电流达到5mA时GFCI的检测磁环便会检测到这个微小电流并传送到IC使GFCI分断(其分段原理与漏电保护相同)。同时又使压敏电阻断开与电源的连接，保证了压敏和GFCI本身不会产生严重的后果。
权利要求1.一种带自诊断功能的永磁式防水型GFCI插头，其特征在于包括一个防水壳体，包括上盖(102，103)、下盖(106)，其中在上盖与下盖之间安装防水橡胶圈(105)，在上盖的正面设有薄膜面板(101)，在壳体的负载线连接端口处设置防水接头(104)；一个永磁式动作机构，固定在防水壳体内，包括一个支架组件(202)，具有一个横梁和位于横梁两侧的支架压柱和铁芯连接柱；一个铁芯(204)，与所述铁芯连接柱连接在一起，并置入线圈架(209)内；一个弹簧(208)，套在铁芯连接柱上，并位于线圈架(209)内的凸台与支架组件横梁下缘之间；分断线圈(211)和接通线圈(210)，分别缠绕在线圈架(209)上；一个永磁体(212)，位于与铁芯相对的位置；一对动触片(206)，位于与所述支架压柱相对的位置，并可由支架压柱触压，所述动触片的一端设有动触点(205)；一对静触点(303)，位于与动触点(205)相对的位置；以及一个压敏电阻，其一端连接一条电力线，其另一端通过断路开关连接另一条电力线。
2.根据权利要求1所述的GFCI插头，其特征在于，所述动触点(205)通过动触片(206)连接负载端。
3.根据权利要求1所述的GFCI插头，其特征在于，所述静触点(303)通过静触片(301，302)连接电力线。
4.根据权利要求1所述的GFCI插头，其特征在于，所述断路开关是由所述动触点和静触点形成的开关。
专利摘要本实用新型是一种带自诊断功能的永磁式防水型GFCI插头，包括一个防水壳体和一个永磁式动作机构。永磁式动作机构固定在所述壳体内，包括一个支架组件，具有一个横梁和位于横梁两侧的支架压柱和铁芯连接柱；一个铁芯，与所述铁芯连接柱连接在一起，并置入线圈架内；一个弹簧，套在铁芯连接柱上，并位于线圈架内的凸台与支架组件横梁下缘之间；分断线圈和接通线圈，分别缠绕在线圈架上；一个永磁体，位于与铁芯相对的位置；一对动触片，位于与所述支架压柱相对的位置，并可由支架压柱触压，所述动触片的一端设有动触点；一对静触点，位于与动触点相对的位置；一个压敏电阻，其一端连接一条电力线，其另一端通过断路开关连接另一条电力线。
文档编号H01H83/02GK2773890SQ20052000509
公开日2006年4月19日 申请日期2005年3月2日 优先权日2005年3月2日
发明者陈伍胜, 戴勇, 李小勇 申请人:希珂尔电气有限公司